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射频传感器 从蝴蝶翅膀到“反恐”探测

导读: 图中就是一款无需电池驱动的无线RFID标签传感器,可以在极低的浓度下探测到如爆炸物和助燃物等化学物质。这些传感器能够协助美国的反恐行动,在港口提供先进的化学和爆炸物探测技术。

  图中就是一款无需电池驱动的无线RFID标签传感器,可以在极低的浓度下探测到如爆炸物和助燃物等化学物质。这些传感器能够协助美国的反恐行动,在港口提供先进的化学和爆炸物探测技术。

  通用电气(GE)实验室里的工程师们一直在研究大闪蝶,以便至少在某种程度上弄清楚什么使它具有荧光色的外衣。研究结果推动了射频(RF)传感器的发展,这种一美分大小的传感器将能够探测出爆炸物和其他化学物质。

  化学传感首席科学家拉迪斯拉夫·波蒂雷罗(RadislavPotyrailo)正在GE全球研究中心领导一个探测器项目团队。他花了数年时间研究大闪蝶翅翼上的鳞片,发现当附着了化学分子时,鳞片复杂的结构能够吸收光线和使光线发生弯曲。这就是大闪蝶等蝴蝶绚烂纷呈的原因所在。

  这一设备由两部分构成:传感器标签和标签读取器。传感器是一个无线电频率识别(RFID)标签,裹着一层先进的化学探测薄膜。读取器是一个依靠电池的手持读取器,大约和一部手机大小相当。

  一篇GE博客文章解释道,光和无线电波非常相似,这为运用RF传感器开启了大门。这种薄膜的厚度只有头发的十分之一,极少电量就能使其工作——由于结合了材料科学、纳米技术、化学和数据分析,这一切都成为了可能。开车上下班的人会对这种RFID标签感到熟悉。它与汽车挡风玻璃上的高速公路自动缴费技术相类似,只不过没有电池而已。

  这一微型设备在探测如化学助燃物和爆炸物等危险物品方面可能是一个游戏改变者,当前的探测工作需要光谱分析仪和色谱分析仪等大型昂贵设备。而这款新传感器的售价据估计在5到50美分之间,并且只有机场现有台式探测器的三百分之一大,耗电也只有后者的百分之一。各种安检关卡都可以用它揪出危险,防患于未然。

  目前,只有有限的几家公司可提供这种传感器,这点可以理解,但我们可以在Kemsense公司的网站上找到更多关于这种设备的信息(Kemsense是GE的合作方)。

  在我们遍访制造商和发明者的过程中,我的其中一点发现是:公司研究实验室的深厚知识以及这些见解如何为商业和制造群体所用——这一点常常得不到多少关注。我曾在之前的文章中写道:

  “3D打印机制造的大多数零部件或产品都不能‘思考’,它们没有大脑或传感器。在最近一次采访GE的过程中,全球研究团队带我领略了他们正在开发的许多新概念和新技术。其中最有意思的当属他们称为‘DirectWrite’的技术。这一发展能让你制造更智能的3D打印部件,如传感器。”

  让我兴奋的是,当这些传感器到了各个生产商和发明者手中,他们就能通过扩大这一技术的应用范围来为其附加价值。当前探测设备可能在3D打印枪支或武器面前显得力不从心,但或许未来某天,这些传感器可以派上用场,除探测爆炸物外还能查出携带3D打印武器的犯罪分子,制止他们的犯罪活动。如果3D技术可以打印出危险物品并将其投入不法用途,希望这类技术能够及时跟进,而这类传感器也越来越多地采用3D打印制造。

 

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